Kationik surfaktant

Kationik surfaktantlar, esasan, azot saklaýan organiki amin türewleridir. Molekulalaryndaky azot atomy ýeke-täk elektron jübütini öz içine alýandygy sebäpli, ol kislota molekulalaryndaky wodorod bilen wodorod baglanyşyklary arkaly birleşip, amino toparynyň oňyn zarýad götermegine sebäp bolýar. Şonuň üçin olar diňe kislotaly gurşawda gowy surfaktantlyk görkezýärler; gidroksidi gurşawlarda bolsa, çökmäge we surfaktantlyklaryny ýitirmäge meýillidirler. Azot saklaýan kationik surfaktantlardan başga-da, kükürt, fosfor we mysýak ýaly elementleri öz içine alýan kationik surfaktantlaryň az bölegi hem bar.

1. Ösüş ýagdaýy

Kationik surfaktantlar senagatda uzak wagt bäri giňden ulanylmady we olara bolan isleg ýyl-ýyldan çalt artýar. Şeýle-de bolsa, olaryň esasy ulanylyşy fungisidler, süýüm ýumşadyjylar we antistatik serişdeler ýaly ýörite ulanylyşlarda bolandygy sebäpli, olaryň ulanylyşy anionik we ionik däl surfaktantlar bilen deňeşdirilende has azdyr.

Kationik surfaktantlar, adatça, emulsiýalaşdyrmak, çyglylaşdyrmak, ýuwmak, sterilizasiýa etmek, ýumşatmak, antistatik we korroziýa garşy göreşmek ýaly gowy häsiýetlere eýedirler. Aýratyn häsiýetleri we ulanylyşlary sebäpli, olaryň ösüş mümkinçilikleri gowy. Senagat we raýat ulanylyşynyň gerimi giňelmegi bilen, olaryň görnüşleri we islegi artmagyny dowam etdirer.

2. Klassifikasiýa

Söwda gymmaty bolan kationik surfaktantlaryň köpüsi organiki azot birleşmeleriniň türewleridir, bu ýerde oňyn zarýad azot atomlary tarapyndan daşalýar. Şeýle hem, oňyn zarýad fosfor, kükürt, ýod we mysýak ýaly atomlar tarapyndan daşalýan kationik surfaktantlaryň täze görnüşleri bar. Kationik surfaktantlaryň himiki gurluşyna görä, olary esasan dört kategoriýa bölmek bolýar: amin duzy görnüşi, dörtlük ammoniý duzy görnüşi we geterosiklik görnüş.

Amagdan duzunyň görnüşi

Amin duzy görnüşli kationik surfaktantlar esasy amin duzy, ikinji amin duzy we üçünji amin duzy surfaktantlary üçin umumy adalgadyr. Olaryň häsiýetleri örän meňzeş we köp önümler esasy aminleriň we ikinji aminleriň garyndysydyr. Bu görnüşli surfaktant esasan ýagly aminler we organiki däl kislotalar tarapyndan emele gelen duzlardyr we diňe kislotaly erginlerde ereýär. Aşgarly şertlerde amin duzlary aşgarlar bilen aňsatlyk bilen reaksiýa girip, erkin aminleri emele getirýär, bu bolsa olaryň eremegini peseldýär we şeýlelik bilen olaryň ulanylyş çägini belli bir derejede çäklendirýär.

Dörtlük ammonium duzunyň görnüşi

Dörtlük ammonium duzy görnüşli kationik surfaktantlar kationik surfaktantlaryň iň möhüm görnüşi bolup, olaryň häsiýetleri we taýýarlama usullary amin duzy görnüşlilerinden tapawutlanýar. Şeýle surfaktantlar kislotaly we gidroksidi erginlerde ereýär, birnäçe ajaýyp häsiýetlere eýe bolýar we beýleki surfaktant görnüşleri bilen gowy utgaşyklylyga eýedir. Şonuň üçin olaryň ulanylyş ugurlary deňeşdirme boýunça giňdir.

Heterosiklik tip

Kationik surfaktant molekulalarynda saklanýan geterosiklik halkalar, esasan, morfolin halkasy, piridin halkasy, imidazol halkasy, piperazin halkasy we hinolin halkasy ýaly azot saklaýan halkalardyr.

3. Sintez

Kationik surfaktantlary sintezlemek üçin esasy reaksiýa N-alkilleşdirme reaksiýasydyr. Olaryň arasynda üçünji derejeli aminleriň alkilleşdiriji agentler bilen reaksiýa girip, dörtlük ammonium duzlaryny emele getirýän reaksiýasyna kwaternleşdirme reaksiýasy hem diýilýär.

Alkil dörtlük ammonium duzy

Alkil dörtlük ammonium duzlary dörtlük ammonium duzy görnüşli kationik surfaktantlaryň möhüm görnüşleriniň biridir we fungisidler, süýüm ýumşadyjylar, mineral flotasion agentler, emulgatorlar we ş.m. hökmünde giňden ulanylýar. Olaryň gurluş aýratynlygy, azot atomynyň dört alkil topary bilen baglanyşykly bolmagydyr, ýagny ammonium ionynyň ähli dört wodorod atomlary alkil toparlary bilen çalşyrylýar. Adatça, bu alkil toparlarynyň diňe biri ýa-da ikisi uzyn zynjyrly uglewodorod alkil toparlarydyr, galan alkil toparlarynda bolsa bir ýa-da iki uglerod atomy bar. Gurluş aýratynlyklaryna görä, alkil dörtlük ammonium duzlary üçin esasan üç sintez usuly bar: ýokary alkil galogenidleriniň pes üçünji derejeli aminler bilen reaksiýasy arkaly taýýarlanylýar, ýokary alkil aminleriň pes alkil galogenidleri bilen reaksiýasy arkaly taýýarlanylýar we formaldegid-formin turşusy usuly bilen taýýarlanylýar.

Geteratomlary öz içine alýan dörtlük ammonium duzlary

Bu ýerde geteroatomlary öz içine alýan dörtlük ammonium duzlary diýlip atlandyrylýanlar, adatça, gidrofob uglewodorod zynjyrlarynda O, N we S ýaly geteroatomlary öz içine alýan dörtlük ammonium duzlaryna, ýagny lipofil toparlarynda amid baglanyşyklaryny, efir baglanyşyklaryny, efir baglanyşyklaryny ýa-da tioeter baglanyşyklaryny öz içine alýan surfaktantlara degişlidir. Gidrofil dörtlük ammonium kation topary we alkil gidrofob topary gönüden-göni baglanyşykly bolman, amid, efir, efir ýa-da tioeter ýaly toparlar arkaly baglanyşykly bolany üçin, käbir adamlar şeýle dörtlük ammonium duzlaryny gytaklaýyn baglanyşykly kation surfaktantlar diýip hem atlandyrýarlar.

Benzol halkalaryny öz içine alýan dörtlük ammonium duzlary

Bu görnüşli surfaktant, esasan, bakterisid, köpürjiklendiriji, çyglylandyryjy we boýag berkidiji serişde hökmünde ulanylýar. Sintez prosesinde aromatik halkalary girizmegiň esasy usuly, üçünji derejeli aminler bilen reaksiýa girmek üçin benzil hloridi alkilleşdiriji reagent hökmünde ulanmakdyr. Benzil hloridi toluolyň gapdal zynjyrly hlorlaşdyrma reaksiýasy arkaly taýýarlanýar. Benzol halkasynda hlorlaşdyrmanyň öňüni almak üçin, bu reaksiýanyň emally çaýnekde ýa-da aýna bilen örtülen diň reaktorynda geçirilmegi talap edilýär.

Geterotsiklleri öz içine alýan dörtlük ammonium duzlary

Kwartern ammonium duz molekulalarynda saklanýan geterosiklik halkalar, esasan, morfolin halkasy, piperazin halkasy, piridin halkasy, hinolin halkasy we imidazol halkasy we ş.m.

Amagdan duzunyň görnüşi

Amin duzy görnüşli kationik surfaktantlar esasan üç esasy kategoriýany öz içine alýar: uzyn zynjyrly alkil ilkinji amin duzlary, ikinji amin duzlary we üçünji amin duzlary.

4. Ulanyş

Kationik surfaktantlar sterilizasiýa, ýumşatma ýaly gowy funksiýalara eýedir.antistatik, we korroziýa garşy häsiýetlere, şeýle hem käbir emulsiýalaşdyryjy we çyglylandyryjy häsiýetlere eýedir. Olar köplenç faza geçiş katalizatorlary hökmünde hem ulanylýar. Şeýle-de bolsa, bu görnüşli surfaktant ýuwujy serişde hökmünde seýrek ulanylýar. Sebäbi suwly erginlerde, esasanam şerbetli suwly erginlerde köp substratlaryň ýüzi adatça negatiw zarýad göterýär. Ulanylanda, oňyn zarýadly surfaktant substrat ýüzünde gidrofil toparlar içeri, gidrofob toparlar bolsa daşary ýerleşip, substrat ýüzüni gidrofob edýär, bu bolsa ýuwulmaga amatly däl we hatda negatiw täsirleri hem döredip biler. Mundan başga-da, bu görnüşli surfaktantyň esasy ulanylyş ugurlary ýüz dartgynlylygyny azaltmak üçin ulanylýan beýleki surfaktantlardan tapawutlanýar. Munuň ýerine, olar öz gurluş aýratynlyklaryny beýleki ýörite ulanylyşlar üçin ulanýarlar.